磁性材料复习提纲一、名词解释：1、磁导率和起始磁导率：磁导率：u=1+χ=B/（Hu）是表征磁体的磁性、导磁性及磁化难易难度的一个磁学量；起始磁导率：ui =（lim B/H）/u是磁中性状态下磁导率的极限值。
2.退磁场和退磁场能量：退磁场——当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场，起减退磁场的作用，该磁场叫做退磁场。
Hd=-NM退磁场能量——磁体在其自身产生的退磁场中具有一定的位能，即为退磁场能，F d ==0.5uNM2,只与磁体的几何形状有关，是一种形状各向异性能。
3.静磁场能：任何磁体被置于外磁场（稳恒磁场or交变磁场）中将处于磁化状态，此时磁体具有静磁能量，Fd =-uM•H=-uMHcosθ。
4.磁化曲线：表示磁感应强度B、磁化强度M与磁场强度H之间的非线性关系。
磁化理论常用M-H关系，工程技术多采用B-H关系。
5.剩余磁化强度Mr：当材料磁化到饱和以后，逐渐减小外磁场，M或B值也随之减小，但并不沿着初始磁化曲线返回，当外部磁场减小到零时，材料仍保留一定大小的磁化强度或磁感应强度。
6.内禀矫顽力M H?C：在反方向增加磁场时达到一定数值时，满足M=0或B=0，那么该磁场强度就称为矫顽力。
表征磁性材料磁化后保持磁化状态的能力。
7.退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。
8.磁能积和最大磁能积：退磁曲线上每一点的B和H得乘积（BH）称为磁能积，是表征永磁材料中能量大小的物理量。
磁能积的最大值称为最大磁能积。
9.抗磁性：在外磁场的作用下，原子系统获得与外磁场方向反向的磁矩的现象。
11、亚铁磁性：在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，磁化率比铁磁性低一些，仅为100～103数量级。
12、磁晶各向异性能：自发磁化强度矢量在铁磁体中所取不同方向时，随方向改变的量。
13、磁滞伸缩现象：磁性材料由于磁化状态的改变，其长度和体积都要发生微小的变化，这种现象称为磁致伸缩。
14、磁畴壁：磁畴壁是相邻两磁畴间磁矩按一定规律逐渐改变方向的过渡层。
15.技术磁化：铁磁体在外场作用下通过磁畴转动和畴壁位移实现宏观磁化的过程称为技术磁化。
16、可逆磁化过程：在外磁场作用下，磁化从起始状态变到另一个磁化状态后，当去掉外磁场时这个磁化状态能够按原来的磁化路径又回复到起始磁化状态的过程。
17.反磁化过程：铁磁体从一个方向的饱和磁化状态变为相反方向的技术磁化饱和状态的过程。
（书上：从磁饱和状态回到退磁状态的过程）18、剩余磁化状态：铁磁体磁化至饱和状态后，再将外磁场减退至0的状态，即H=0而M≠0的磁化状态。
19.磁谱：指铁磁体在交变磁场中的复数磁导率的实部u'和虚部u"随频率变化的关系曲线。
20.截止频率：在材料的磁谱曲线上，u'下降到初始值的一半或u"达到极大。
值时所对应得频率称为该材料的截止频率fr21.磁损耗：磁性材料在交变磁场中产生能量损耗，包括涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗。
22、软磁材料：指能够迅速响应外磁场的变化，且能低损耗地获得高磁感应强度的材料，它即容易受外加磁场磁化，又容易退磁。
23、永磁材料：指被外加磁场磁化以后，除去外磁场仍能保留较强磁性的一类材料。
二、简答题1、按物质内是否有固有原子磁矩，若有原子磁矩它们之间是否有相互作用，若有相互作用，则是什么相互这一原则可将物质的磁性分为几类，它们各有什么特点？答：分为5类抗磁性：无固有原子磁矩；一种微弱磁性，磁化率为负值且很小，10-5数量级。
顺磁性：有一定固有原子磁矩，但没有相互作用；弱磁性，磁化率χ为正，p 但很小，10-6～10-3，在没有外磁场作用下原子磁矩是无规则混乱取向的。
很大，铁磁性：有固有原子磁矩，作用为直接交换作用；强磁性，磁化率χf 10～106，铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化，铁磁性物质的磁化强度M 与磁场强度H之间不是单值函数关系，显示磁滞现象，具有剩余磁化强度，其磁化率都是磁场强度的函数；有一个磁性转变温度——居里温度TC，铁磁性物质在磁化过程中，表现为磁晶各向异性和磁致伸缩现象。
反铁磁性：有原子磁矩，超交换作用；存在临界温度，称为Neel温度（TN），当T > TN时，反铁磁性转变为顺磁性，磁化率服从居里-外斯定律；当T < TN 时，表现为反铁磁性。
最大特征是磁化率随温度降低反而减小；因此在TN点?具有极大值；存在磁晶各向异性。
亚铁磁性：有原子磁矩，间接作用；饱和磁化强度MS较低，仅为铁磁性金属的1/3；居里温度较低，多数在500~800K之间，主要是交换作用强度较弱；电阻率高，可达109Ω·m；介电常数ε大。
2.内禀矫顽力和磁感矫顽力各自的定义为什么，它们之间有什么区别和联系？答：在反方向增加磁场时达到一定数值时，满足M=0或B=0，那么该磁场强度就称为矫顽力，当M=0时的矫顽力称为内禀矫顽力，当B=0时的矫顽力称为磁感矫顽力。
通常内禀矫顽力大于磁感矫顽力，二者都是表征材料在磁化后保持磁化状态的能力的量。
3.铁磁性物质的基本特征和物质具有铁磁性的基本条件？答：基本特征：(1)、铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化；(2)、铁磁性物质的磁化率很大（易磁化）；(3)、铁磁性物质的磁化强度M与磁场强度H之间不是单值函数关系，显示磁滞现象，具有剩余磁化强度，其磁化率都是磁场强度的函数；(4)、铁磁性物质有一个磁性转变温度——居里温度TC；(5)、铁磁性物质在磁化过程中，表现为磁晶各向异性和磁致伸缩现象；；(2) 原子磁矩之间有相互作用。
实基本条件：(1) 物质中的原子有固有磁矩uj验事实：铁磁性物质在居里温度（TC）以上是顺磁性；居里温度以下原子磁矩间的相互作用能大于热振动能，显现铁磁性。
4.试比较亚铁磁性物质和铁磁性物质的异同点？答：相同点：1）、都存在磁有序-无序的转变温度（居里温度），2）、都存在磁滞现象，3）、存在磁晶各向异性，4)、存在磁致伸缩现象；不同点：饱和磁化强度MS较低，仅为铁磁性金属的1/3；居里温度较低，多数在500~800K之间，主要是交换作用强度较弱；电阻率高，可达109Ω·m；介电常数ε大。
5.交换作用模型和超交换作用模型的内容分别是什么？答：交换作用模型：海森堡在1928年提出用量子力学来阐明铁磁性的分子场，他注意到多电子体系的能量其中有一项依赖于电子自旋的取向。
超交换作用模型：对于反铁磁性的晶体（如：NiO、FeF2、MnO等），磁性离子间的交换作用是以隔在中间的非磁性离子（如O2-，F-等）为媒介来实现的6.请从能量的角度来分析为什么退磁场能F是使铁磁体内形成磁畴结构的d起源？答：由于铁磁体有一定的几何尺寸，均匀的自发磁化状态必将导致表面磁极的出现而产生Hd，从而使总能量增大，此时不再处于能量极小的状态。
因此必须降低Fd。
故只有改变其MS矢量分布方向，从而形成多磁畴。
因此Fd 最小的要求是形成磁畴的根本原因7、简述Weiss分子场理论？答：假定在铁磁材料中存在一个有效分子场Hm，它能使近邻原子磁矩相互平行排列，从而表现为铁磁性。
并且假定分子场的强度与自发磁化强度MS成正比，即Hm= g MS8、试简述亚铁磁性物质的独特特性？9、顺磁性朗之万理论的内容是什么？在量子力学范畴内如何对其修正？答：内容：原子磁矩之间无相互作用，为自由磁矩，热平衡态下为无规则分布，受外加磁场作用后，原子磁矩的角度分布发生变化，沿着接近于外磁场方向作择优分布，因而引起顺磁磁化强度。
10.与传统晶态材料相比，非晶态软磁材料有哪些优势？答：没有长程有序→磁晶各向异性常数K1为零；结构组织均匀，不存在晶界和析出物，高起始磁导率；存在短程有序，磁致伸缩系数不为零；电阻率比同种晶态材料高，在高频场合使用时材料涡流损耗小；体系的自由能较高，其结构式热力学是不稳定的，加热时具有结晶化倾向；各向同性特点，机械强度较高且硬度较高，韧性较好；抗化学腐蚀能力强，抗γ射线及中子等辐射能力强。
11.铁磁体的磁化过程的磁化机制，可分为哪几个磁化过程以及技术磁化过程一般可分为哪几个阶段？答：三个磁化过程：磁畴壁的位移磁化过程；磁畴转动磁化过程；顺磁磁化过程。
三个阶段：（i）、可逆畴壁位移磁化阶段（弱场范围内）；（ii）、不可逆畴壁位移磁化阶段（中等磁场范围内）；（iii）、磁畴磁矩的转动磁化阶段（较强磁场范围内）。
12、具有单轴各向异性的铁磁体，在发生磁畴转动磁化时，其可逆和不可逆畴转发生的条件各为什么？13、如何提高永磁材料的剩磁Mr 和矫顽力HC？答：Mr：定向结晶、塑性变形、磁场成型、磁场处理Hc：永磁材料的矫顽力的大小主要由各种因素（如磁各向异性、掺杂、晶界等）对反磁化过程的畴壁不可逆位移或磁畴不可逆转动的阻滞作用的大小来决定，阻滞作用越大，矫顽力越大14、对软磁材料基本性能的要求有哪些？1）初始磁导率和最大磁导率要高2）矫顽力要小3）饱和磁感应强度要高4）功率损耗要低5）高的稳定性15、简述稀土永磁材料的发展历程及其代表性材料？答：第一代稀土永磁合金：RCo5的研究和开发首先于上世纪50年代取得重大突破：1959年，GdCo5合金被报道具有较强的磁晶各向异性；1966年发现YCo5的磁晶各向异性常熟高达5.7×107 erg/cm3；1967年，制成了第一批YCo5和SmCo5永磁体；目前实验室可以制成(BH)max高达228 kJ/m3的永磁体；（缺点：饱和磁化强度并不高）第二代稀土永磁合金：1979年以后，R2Co17被开发出来，其工业产品的(BH)max 可达240kJ/m3，而实验室可制成(BH)max高达297kJ/m3的高性能永磁合金第三代稀土永磁合金：1983年，日本宣布用传统的粉末烧结工艺制成了(BH)max 高达303kJ/m3的高性能Nd-Fe-B永磁合金，这一成就震惊了全世界；其出现至少有两方面的重要意义：一、用稀土Nd取代稀土钴永磁合金常用的Sm，自然界中Nd的含量为Sm的5~10倍，不仅可以确保将来对原料增长的需要，还可降低成本；二、该合金中不含战略物质钴；目前实验室研究表明其最大磁能积已超过560 kJ/m3，且由于发展历史很短，预计改进的潜力仍很大。
16、对永磁材料的基本性能要求有哪些？1）剩余磁感应强度要高2）矫顽力要高3）最大磁能积要高4）稳定性要高三、计算题1、利用洪德规则写出下列离子基态的光谱学标记并计算出磁矩（用玻尔磁子表示）：Fe2+、Fe3+、Mn3+、Ni2+2、镍锌铁氧体的分子磁矩为M = 6.5mB，求其离子分布式。
3、铁（金属）原子的玻尔磁子数为2.22，铁原子量为55.9，密度为7.86×103kg·m-3，求出在0 K下的饱和磁化强度。